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题名火星大气进入段轨迹优化与制导技术研究进展
被引量：12
- 1
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作者
崔平远
赵泽端
朱圣英
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机构
北京理工大学宇航学院
深空自主导航与控制工信部重点实验室
飞行器动力学与控制教育部重点实验室
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第6期611-620,共10页
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基金
国家973计划项目(2012CB720000)
国家自然科学基金(61374216,61603039,61773061,61873302)
+3 种基金
基础科研项目(JCKY2016602C018)
民用航天预研项目
中国博士后科学基金(2016M591087)
北京理工大学研究生科技创新项目(2018CX10012)
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文摘
首先根据国际上实施的火星探测任务及未来火星着陆探测的发展需求,阐述火星大气进入段轨迹优化与制导的重要性。结合火星着陆环境和探测器的气动特性等,归纳出火星大气进入段轨迹优化与制导面临的挑战。在此基础上,结合未来火星着陆任务的安全精确着陆目标,梳理火星大气进入段轨迹优化与制导所需解决的关键技术,分析目前火星进入段轨迹优化与制导技术研究进展及发展趋势。最后,对未来火星精确着陆所需的进入段轨迹优化与制导技术发展方向进行了展望。
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关键词
火星进入
轨迹优化
进入段制导
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Keywords
Mars entry
Trajectory optimization
Entry guidance
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分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名火星进入段自适应预测校正制导方法
被引量：14
- 2
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作者
李毛毛
胡军
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机构
北京控制工程研究所
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第5期506-515,共10页
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基金
国家自然科学基金(61333008)
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文摘
针对火星进入段预测制导收敛性和可解性问题,给出基于一阶特征模型的全系数自适应预测校正制导律。该方法首先通过时变动态增益变换技术大幅度降低预测误差与制导修正量之间的时变动态增益;然后对变换后的系统建立修正量与广义航程误差间的一阶特征模型,应用全系数自适应方法估计一阶特征模型系数并求取制导修正量;再由标称制导剖面和制导修正量确定纵向制导输出,横向制导采用传统的漏斗边界制导方法。本文方法每个制导周期仅执行一次预测制导,依靠自适应控制的逐次逼近实现制导的收敛性,避免了基于迭代的传统预测校正制导方法的收敛性问题。针对预测校正制导收敛性这一国际上的难题,本文首次证明了全系数自适应预测校正制导律的收敛性。最后针对火星进入点多种初始误差的组合,以及火星大气密度和探测器气动参数的偏差,进行了多条轨迹的仿真。结果表明,全系数自适应预测校正制导具有较高的精度,在计算时间上也要优于基于迭代的预测校正制导方案,更加适合在工程上的应用。
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关键词
火星进入段制导
全系数自适应
预测校正
组合误差仿真
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Keywords
Mars entry guidance
All-coefficient adaptive
Predictor-corrector
Simulation with combined error
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分类号
V448
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名火星探测器进入段预测校正制导方法
被引量：4
- 3
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作者
夏元清
沈刚辉
孙浩然
周鎏宇
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机构
北京理工大学自动化学院
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出处
《深空探测学报》
2015年第4期338-344,共7页
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基金
国家重点基础研究发展计划(973计划)(2012CB720000)
国家自然科学基金资助项目(61225015)
国家自然科学基金创新群体项目(61321002)
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文摘
根据美国宇航局的计划,未来火星探测任务的要求是能确保在高精度和高海拔的火星表面着陆,而进入段所使用的制导方法是探测器能够精确着陆的关键。文章首先介绍了两种进入段制导算法——标称轨迹算法和预测校正算法,通过比较得出预测校正算法对于初始扰动的敏感性较低,但需要有较高的在线计算能力;其次,文章对于预测校正中的横向控制,纵向控制算法和航向调整算法进行了详细介绍,同时提出一种通过增加检测点的改进预测校正算法;最后对算法进行软件仿真,仿真结果表明:这种进入段预测校正制导算法在有很高不确定性的情况下仍然能体现出可靠性和鲁棒性。
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关键词
进入段制导方法
预测校正
横向控制
航向调整
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Keywords
entry guidance method
predictor-corrector
lateral control
heading alignment
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分类号
V9
[航空宇航科学技术]
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题名一种火星进入段在线脱敏轨迹设计方法
- 4
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作者
龙也
刘一武
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机构
北京控制工程研究所
空间智能控制技术重点实验室
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出处
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2016年第2期20-25,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(61403030)
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文摘
为降低轨迹求解难度,提升脱敏制导的适应性,针对火星进入段提出一种在线脱敏轨迹设计方法.首先,采用预测的末端航程偏差和状态敏感度作为性能指标,利用该指标为倾侧角凸函数的特性将最优求解问题转换为简单的动态寻优过程;其次,结合任务要求和估计的进入点状态,通过迭代得到同时满足航程和横程要求的三自由度脱敏轨迹.仿真表明该方法可达到与现有脱敏设计相近的末端状态精度.
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关键词
鲁棒制导
在线脱敏设计
火星进入段制导
脱敏最优控制
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Keywords
robust guidance
online desensitization design
mars entry guidance
desensitized optimal control
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分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名火星进入段纵向脱敏局限性分析与三自由度脱敏设计
被引量：2
- 5
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作者
龙也
刘一武
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机构
北京控制工程研究所
空间智能控制技术重点实验室
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第8期861-868,共8页
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文摘
针对火星进入段制导存在的"进入状态偏差"问题进行脱敏轨迹设计研究,以增强制导鲁棒特性,提升末端状态精度。首先分析倾侧角反转逻辑对弱机动能力航天器制导精度的影响,结果表明,存在倾侧角调整性能约束时,反转逻辑会引起末端状态偏差并使系统对进入状态偏差敏感度上升,当制导采用现有纵向脱敏方法时其影响尤为突出,会导致严重失效问题;然后在解决敏感度传播奇异问题的基础上提出三自由度脱敏设计。其主要思路是轨迹优化中采用三自由度动力学方程,而敏感度罚项仍由纵向敏感度传播方程得出。蒙特卡洛仿真结果表明本文方法对进入状态偏差具有显著增强的鲁棒性能。
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关键词
火星进入段精确制导
鲁棒制导
轨迹脱敏优化
高斯伪谱法优化
脱敏最优控制
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Keywords
Mars entry phase accurate guidance
Robust guidance
Trajectory desensitize optimization
Gauss pseudospectra] method optimization
Desensitized optimal control
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分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名采用弱攻角补偿与脱敏设计的火星进入段制导
被引量：1
- 6
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作者
龙也
刘一武
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机构
北京控制工程研究所
空间智能控制技术重点实验室
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第3期282-290,共9页
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基金
国家自然科学基金(61403030)
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文摘
为提升火星进入段存在多种扰动时的制导末端精度,在现有三自由度脱敏设计的基础上,提出针对大气密度及升阻力系数波动的弱攻角补偿方法。通过攻角调整,协调升、阻力加速度测量值相对理论计算值的偏离程度,使加权形式的偏离程度指标趋近于1,从而降低气动参数波动对制导精度的影响。相平面分析和反证法证明了攻角调整过程的稳定性。蒙特卡洛仿真结果表明,该方法可达到较高的纵向末端状态精度。
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关键词
火星进入段精确制导
轨迹脱敏优化
弱攻角补偿
脱敏最优制导
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Keywords
Mars entry precise guidance
Trajectory desensitization optimization
Weak attack angle compensation
Desensitized optimal guidance
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分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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